ما هي التكنولوجيا التي يستخدمها الروبوت لإدراك العالم الخارجي؟

“يكتسب البشر حواسًا خارجية مختلفة مثل الرؤية والسمع والذوق والشم وما إلى ذلك بسبب أعضائهم الحسية مثل العينين والأنف والأذنين.كما أن الروبوتات ترى وتسمع … العالم بسبب أجهزة استشعارها.

“

يكتسب البشر حواسًا خارجية مختلفة مثل الرؤية والسمع والذوق والشم وما إلى ذلك بسبب أعضائهم الحسية مثل العينين والأنف والأذنين.كما أن الروبوتات ترى وتسمع … العالم بسبب أجهزة استشعارها.

يمكن تقسيم مستشعرات الروبوتات إلى مستشعرات داخلية ومستشعرات خارجية وفقًا لكائن الكشف. تُستخدم المستشعرات الداخلية بشكل أساسي لاكتشاف حالة كل نظام داخلي للروبوت ، مثل الموضع والسرعة ودرجة حرارة التسارع وسرعة المحرك وحمل المحرك والجهد الكهربائي للبطارية وما إلى ذلك لكل مفصل ، وإرسال المعلومات المقاسة إلى وحدة التحكم كمعلومات تغذية مرتدة لتشكيل عنصر تحكم الحلقة المغلقة. يستخدم المستشعر الخارجي للحصول على معلومات حول كائن عمل الروبوت والبيئة الخارجية. إنه قناة المعلومات الخاصة بالروبوت للتفاعل مع محيطه. ويستخدم لأداء الرؤية والقرب واللمس والقوة وأجهزة الاستشعار الأخرى ، مثل قياس المسافة والصوت والضوء وما إلى ذلك.

إذن ما هي المستشعرات التي تساعد الروبوت على المشي؟ كيف تساعد الروبوت في تحقيق المشي المستقل؟

في عملية تحقيق المشي الروبوتي ، سيتم إشراك أجهزة استشعار مثل الرؤية والموجات فوق الصوتية والليدار. أصبح Lidar هو المستشعر الأساسي للروبوتات المتنقلة نظرًا للتوجيه الجيد والتركيز العالي لليزر. الأكثر استقرارًا وموثوقية .. تقنية تحديد المواقع. Lidar هو في الأساس نظام رادار يبعث شعاع ليزر لاكتشاف الموقع والسرعة والكميات المميزة الأخرى للهدف. من حيث مبدأ العمل ، لا يوجد فرق جوهري مع رادار الميكروويف: يتم إرسال إشارة كشف (شعاع ليزر) إلى الهدف ، ثم تتم مقارنة الإشارة المستقبلة (صدى الهدف) المنعكسة من الهدف بالإشارة المرسلة ، وبعد ذلك المعالجة المناسبة ، يمكن الحصول على المعلومات ذات الصلة بالهدف ، مثل مسافة الهدف ، والسمت ، والارتفاع ، والسرعة ، والموقف ، وحتى الشكل والمعلمات الأخرى ، وذلك لاكتشاف الهدف وتتبعه وتحديده.

هل يمكن للروبوتات أن تعمل بمفردها من خلال الاعتماد فقط على الليدار؟

بالطبع ، بالاعتماد فقط على LiDAR ، لا يزال الروبوت غير قادر على تحقيق المشي المستقل. بالنسبة للروبوت المتحرك ، فإن LiDAR تعادل “عينيه” ، من خلال المسح المستمر للبيئة الخارجية للحصول على بيانات شبكية في فضاء ثنائي الأبعاد ، ولكن هذا ليس قابلة للاستخدام مباشرة من قبل الروبوتات المتنقلة. من الواضح أنه ليس بهذه البساطة أن يحقق الروبوت التنقل الذكي في بيئة غير مألوفة تمامًا (بدون خريطة مسجلة مسبقًا).

لطالما كان تطوير الروبوتات يعتمد على البشر ، فنحن نستطيع رؤية البيئة المحيطة بأعيننا ، وإذا أردنا الذهاب إلى مكان آخر ، فنحن بحاجة إلى تحديد المسار الأفضل بسرعة وتجنب العوائق من أجل الوصول إلى الوجهة بسلاسة. في بنية جسم الإنسان ، يمثل المخيخ 50٪ من الخلايا العصبية في الدماغ بأكمله ، وتتمثل وظيفته الرئيسية في مساعدة البشر على المشي. لذلك ، فإن مثل هذا “المخيخ” ضروري أيضًا في الهيكل العام للروبوت. يعتبر SLAMWARE من Silan Technology مركزًا أساسيًا يساعد الروبوتات على التحكم في الحركة ، وهو بمثابة “المخيخ” للروبوت ، والذي يمكنه تجميع وحل مشكلات إنشاء خرائط الروبوت وتخطيط المسار وتجنب العقبات تلقائيًا.

SLAMWARE بحجم العملة المعدنية هو نظام تحديد المواقع والملاحة الآلي المعياري مع نظام تحديد المواقع ورسم الخرائط المتزامن (SLAM) القائم على LiDAR ودعم وظائف تخطيط المسار. والسبب في هذا الحجم الصغير هو أنه متكامل بدرجة عالية ، مما يسهل على المستخدمين الاندماج بسرعة. يمكن للخوارزميات المتقدمة المدمجة الخاصة بها معالجة المعلومات البيئية التي تم الحصول عليها بواسطة أجهزة استشعار مختلفة بسرعة ، وإجراء مسح ضوئي عالي السرعة وديناميكي للبيئة الداخلية ، وتوفير تحديد المواقع في الوقت الفعلي في بيئات غير معروفة ، وتوفير خرائط بيئية بدقة تصل إلى 2 سم بدون تراكم الأخطاء. ليست هناك حاجة لإثبات الخريطة مسبقًا ، ناهيك عن الإدخال المسبق للخريطة. في الوقت نفسه ، باستخدام خوارزمية D * الديناميكي لتخطيط المسار في الوقت الحقيقي ، يمكنه البحث تلقائيًا عن أقصر مسار إلى الهدف والتحكم في إجراءات الروبوت.

ملخص

المستشعرات تشبه أعضاء الإدراك البشري ، وهي وسيلة مهمة للروبوتات لإدراك العالم ، ويمكن أن يساعد المستشعر الذي يعمل بمثابة “عيون” الروبوت – ليدار ، الروبوتات على تحقيق مسح شامل واكتشاف نطاق البيئة المحيطة من أجل الحصول على خريطة محيطية للبيئة المحيطة ، لمساعدة الروبوتات على رسم خرائط دقيقة وسريعة. بالاقتران مع “المخيخ” الذي يتحكم في حركة الروبوت ، يمكنه حل مشكلات مثل إنشاء الخريطة وتخطيط المسار وتجنب العوائق تلقائيًا ، ويمكن للروبوت أن يمشي بشكل مستقل.